文獻(xiàn)綜述-冷彎薄壁型鋼組合構(gòu)件

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1、冷彎薄壁型鋼-混凝土組合構(gòu)件應(yīng)用現(xiàn)狀摘要：鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛，其中冷彎薄壁型鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)是輕鋼結(jié)構(gòu)的一個新的研究方向。本文介紹了冷彎薄壁型鋼-浞凝土組合構(gòu)件的材料和基木構(gòu)件形式，總結(jié)了國內(nèi)外冷彎薄壁型鋼-混凝土組合構(gòu)件的研究成果，分析了型鋼-混凝十組合構(gòu)件的作用特點，探討了當(dāng)前冷彎薄壁型鋼-混凝土組合構(gòu)件應(yīng)用現(xiàn)狀。最后，展望Y冷彎薄壁型鋼-混凝土組合構(gòu)件應(yīng)用的廣闊前景。關(guān)鍵詞：冷彎薄壁型鋼-混凝土組合構(gòu)件研究應(yīng)用、，刖g冷彎薄壁型鋼-混凝土組合構(gòu)件是一種近年來在工程屮應(yīng)用的新型組合構(gòu)件形式，主要有薄壁型鋼構(gòu)件和混凝土組合而成。其常見的應(yīng)用形式是

2、由冷彎薄壁型鋼及其拼接仙成的構(gòu)件與浞凝土組合仙形成的梁、杜和節(jié)點等。浞凝土抗壓強(qiáng)度較高而抗拉強(qiáng)度很低，即使是鋼筋混凝土板受拉G也很容易開裂，宜用于受壓狀態(tài)；鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度都很高，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面-?般較小而且常采用寬而薄的板材，受壓吋易屈曲，岡此鋼構(gòu)件的設(shè)計必須考慮穩(wěn)定問題。把兩種材料組合起來則可以避免各自的缺點，充分發(fā)揮W種材料的優(yōu)勢,形成強(qiáng)度高、剛度大、延性好的構(gòu)件］。與浞凝土結(jié)構(gòu)相比，它可以減少內(nèi)重，減輕地震作用，同時構(gòu)件的截面尺、r變小，宥效使用空間增大，降低造價；與鋼結(jié)構(gòu)相比，可以減少用鋼量，増加剛度，增加穩(wěn)定性和整體性。近年來，組合構(gòu)件在

3、我國的應(yīng)用實踐表明，它不僅能夠很好的滿足結(jié)構(gòu)的功能要求，還具備良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，加之目前鋼材價格較低，組合構(gòu)件將會有更加廣闊的發(fā)展前景。1冷彎薄壁型鋼-混凝土組合構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,推動著建筑行業(yè)和建筑材料不斷地進(jìn)行革命。鋼結(jié)構(gòu)作為一種結(jié)構(gòu)形式，從1889年至今一個多世紀(jì)的時問里,在世界各國的工業(yè)建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。由于鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式H趨廣泛，其設(shè)計理論、機(jī)制工藝亦H趨完善，作為一種被譽(yù)為高效、經(jīng)濟(jì)型材一冷彎型鋼已受到國內(nèi)外工程界的普遍關(guān)注，它在建筑行業(yè)尤其輕鋼房屋的建設(shè)中應(yīng)用已円益廣泛。冷彎薄壁型鋼-?般是在常溫條件卜由小于6mm厚的鍍

4、鋅鋼板或普通鋼板經(jīng)冷壓或冷彎加工制成的各種截面形狀的型材，其基本形式冇C形、Z形和方管、矩形管、圓管，并町能形成各種折皺和卷邊，截面轉(zhuǎn)角部分在冷加工過程屮強(qiáng)度會得以提高，截面承載力也會提高。冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的壁厚不宜大于6mm，也不宜小于1.5mm（壓型鋼板除外）。U外規(guī)范規(guī)定的冷彎薄壁型鋼厚度要小于3mm，而國內(nèi)規(guī)范定義的冷彎薄壁型鋼厚度一般小于6mmo冷彎型鋼與一般的熱軋型鋼的主耍區(qū)別宥：（1）在室溫下彎曲成型，截面彎角部分山于鋼材的冷彎效應(yīng)即強(qiáng)度提高、塑性下降，其強(qiáng)度高于平板部分。冷彎效應(yīng)現(xiàn)象是由于槊性變形引起的應(yīng)變硬化和應(yīng)變時效形成的。冷彎薄

5、壁型鋼與同等面積的熱乳型鋼和比冋轉(zhuǎn)半徑可增大50%以上，其慣性矩可增大50%-180%左右2,在同等負(fù)荷下，相對熱乳型鋼一般可節(jié)約鋼材10%-25%左右。冷彎型鋼的Cl重輕，在完成相同功能的前提卜*,質(zhì)量只宥混凝十結(jié)構(gòu)的1/8-1/10,是普通鋼結(jié)構(gòu)的1/2-1/33。一?般情況下，如利用冷彎效應(yīng)提高后的強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計則可節(jié)省約10%—15%的鋼材，如不計冷彎效應(yīng)仍按原材料強(qiáng)度設(shè)計，則和當(dāng)于提高了冷彎型鋼的安全儲備。（2）冷彎型鋼壁厚較薄，截而板件寬厚比大容易出現(xiàn)局部屈曲，設(shè)計屮通常采用宥效寬度設(shè)計方法利用其屈曲盾的強(qiáng)度。板件的穩(wěn)定問題歷來是建筑剛結(jié)構(gòu)設(shè)計

6、中的核心問題，普通碳素鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中通過板件寬厚比限值等方法限制板件出現(xiàn)局部屈曲。而冷彎型鋼結(jié)構(gòu)卻允許發(fā)生局部屈曲，岡為板件局部屈曲并不意味著板件的破壞。由于其存在薄膜效應(yīng)，可以繼續(xù)承受外荷載，這就是板件的超屈曲，超屈曲的利用擴(kuò)大了冷彎型鋼的使用范圍。（3）截面成型靈活，規(guī)格多達(dá)千余種，截面材料分布合理，截面特性系數(shù)如慣性及抵抗矩相對較高。由于冷彎型鋼主要用于優(yōu)化截面形狀而不是培加材料用量來提高構(gòu)件的承載能力，因此冷彎型鋼也被稱為高效型材。冷彎型鋼被廣泛應(yīng)用于建筑、交通運輸、汽車及拖拉機(jī)制造、機(jī)械制造、造船、電力等行業(yè)。建筑業(yè)應(yīng)是冷彎型鋼最主耍的用戶。（4

7、）結(jié)構(gòu)整體性好，安全可靠，抗震性能好。冷彎型鋼房屋的屋架、墻板、基礎(chǔ)牢固的連成一體，此類結(jié)構(gòu)房屋，特別是在墻板附冇0SB板、石膏板或波形板時，應(yīng)考慮較強(qiáng)的蒙皮效應(yīng)，使得構(gòu)件的實際受力、變形均比平面體系設(shè)計的減小10%?15%左右4，可作為房屋的安全儲備。由于冷彎型鋼的CJ重輕，設(shè)計中地震作用基本不起控制。(5)冷彎型鋼構(gòu)件的殘余應(yīng)力、連接方式與熱軋型鋼不同。冷彎型鋼的殘余應(yīng)力是由于常溫彎折形成的，而熱乳型鋼主要是由于冷卻不均勻引起收縮變形的不均勻而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，二者的分布和影響均不相同5。熱乳型鋼構(gòu)件主要通過焊接和螺栓連接，而冷彎型鋼構(gòu)件，因薄板焊接技

8、術(shù)耍求高，且損壞涂鋅展，焊接形式冇喇叭焊和電阻點焊等，且應(yīng)用較少。涂鋅冷彎薄壁型